[PDF] Corrigé du bac S Sciences de lIngénieur 2016 - Métropole

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16SISCMLR1C

BACCALAURÉAT GÉNÉRAL

SÉRIE SCIENTIFIQUE

ÉPREUVE DE SCIENCES DE L'INGÉNIEUR

Session 2016

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16SISCMLR1C

Tri'Ode

1.Présentation du système

2.Analyse du besoin

Objectif de cette partie :vérifier la capacité du Tri'Ode à remplir la mission à laquelle il est destiné.

Q1.Expliquer pourquoi le Tri'Ode est particulièrement adapté à la mission de nettoyage des graffitis en ville.

La charge utile du Tri'Ode annoncée par le constructeur (70 kg, 108 l) est suffisante pour transporter

les produits et outils nécessaires à la mission de nettoyage (60 kg, 80 l). De même, l'autonomie

annoncée, de 45 km (réponse non exigée du candidat), permet de couvrir la distance parcourue

quotidiennement par le technicien. Le Tri'Ode est beaucoup plus petit qu'une fourgonnette et peut se faufiller plus facilement dans la circulation en ville. Son stationnement est également facilité par sa petite taille.

Le fait qu'il soit électrique lui permet de pouvoir accéder à certaines zones réglementées comme les

zones piétonnes ou le centre historique de certaines villes.

0Aucune réponse ou réponse fausse

11 arguments fournis par le candidat

22 arguments fournis par le candidat

33 arguments fournis par le candidat

Q2.Calculer les rejets de CO2 par kilomètre du Tri'Ode. Conclure sur l'aptitude du Tri'Ode à satisfaire l'exigence de la ville concernant les rejets de CO2 dans l'atmosphère. La recharge des batteries (2 kWIh) du Tri'Ode va générer 2 l 40 g de CO2 pour une distance parcourue de 45 km soit un rejet de 2×40

45= 1,78 g de CO2 / km

Le Tri'Ode rejete 1,78 g de CO2 par kilomètre ce qui est très inférieur aux exigences de la ville qui

impose une limite de 50 g/km.

0Aucune réponse ou réponse fausse

1Calcul erroné mais conclusion cohérente

2Calcul exact sans conclusion ou avec une conclusion fausse

3Calcul exact et conclusion conforme

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3.Assurer la sécurité à l'arrêt, à basse et haute vitesse

Objectif de cette partie : justifier l'intérêt d'un dispositif permettant de bloquer la géométrie du

train avant. Vérifier la réactivité du système de blocage de l'architecture transverse et établir son

programme de fonctionnement.

Sécurité à l'arrêt

Q3.Compléter la figure 20 du document réponse DR1 en indiquant aux différents points, la direction et le sens des différentes actions mécaniques extérieures qui s'appliquent au

Tri'Ode.

0Aucune réponse ou réponse fausse

1Vecteur Poids exact ou au moins un Vecteur réaction exact

2

34 quatre vecteurs exacts (direction, sens)

Page 3 sur 15⃗x

⃗u ⃗v=⃗y ⃗z⃗wSGE

QRθ

O ah bc ⃗Ssol→E ⃗Qsol→E ⃗Rsol→E ⃗Ppes→E

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Q4.Indiquer dans ce cas la valeur de ∥⃗Qsol→E∥ et en déduire l'expression de sin(θ) en

fonction des dimensions a, b, c et h. Lorsque le Tri'Ode est sur le point de se renverser sur la droite, ‖⃗Qsol→E‖= 0 N. donc ‖⃗Qsol→E‖=(h

2×b)=0

d'où sin(θ)=(c-b)×a

2×b×h0Aucune réponse ou réponse fausse

1 ‖⃗Qsol→E ‖ = 0N indiqué par le candidat 2 3 ‖⃗Qsol→E ‖ =0N indiqué par le candidat et expression de sin(Θ) correcte

Q5.Calculer la valeur de l'angle θ à ne pas dépasser pour éviter tout risque de basculement si

a = 800 mm, b = 1 398 mm, c = 703 mm et h = 347 mm. Vérifier que les butées mécaniques

permettent d'éviter le basculement, à l'arrêt en cas de défaillance du système de blocage, de la

version professionnelle du Tri'Ode.

θ=arcsin((c-b)×a

2×b×h)=arcsin((703-1398)×800

2×1398×347)=-34,96°L'angle limite correspond à celui défini par les butées mécaniques ; une bonne répartition des masses dans

les mallettes peut permettre d'abaisser le centre de gravité de l'ensemble et limiter le risque de renversement,

tout comme une mauvaise répartition peut le favoriser. Les butées mécaniques conviennent très certainement

pour le modèle standard mais elles sont trop justes pour le modèle professionnel.

0Aucune réponse ou réponse fausse

1Expression littérale de Θ fournie

2Valeur de Θ exacte (le signe n'est pas pris en compte)

3Valeur exacte et conclusion cohérente (comparaison avec les butées mécaniques de ±35°)

Remarque : Tenir compte de la réponse apportée par le candidat à la question précédente

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Q6.Compléter la figure 21 du document réponse DR1 en représentant aux points J, GE, R et Q, les

actions mécaniques extérieures qui s'appliquent à l'ensemble E ; représenter les composantes

normales et tangentielles des actions aux points Q et R. En appliquant le théorème du moment

dynamique, exprimer l'équation algébrique qui traduit l'équilibre de l'ensemble E autour de l'axe (O,⃗y).

J(pilote→E)l d + NS l a

2 - P(pes→E)l h l sin θ - NQ l a

2 = 0

0Aucune réponse ou réponse fausse

1Réponse partielle

2Tous les vecteurs sont exacts (pour les réactions on accepte l'action mécanique et/ou les projections)

3Vecteurs exacts et équation exacte

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J GE h ⃗x ⃗w ⃗u ⃗z SQ dθ ⃗y ⃗NS ⃗TSO R a2a2 ⃗NQ ⃗TQ ⃗NR ⃗TR ⃗Ppes→E

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Q7.Sachant que le pilote ne doit pas exercer un effort supérieur à 100 N pour relever le

Tri'Ode, déterminer l'angle d'inclinaison maximal du véhicule (assuré par le vérin du système

de blocage) correspondant à cet effort. L'angle d'inclinaison maximal correspondant à un effort de 100 N est de 5°.

Lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à 8 km·h-1, le système de blocage doit limiter

l'inclinaison du véhicule à 5° de part et d'autre de la verticale.

0Aucune réponse ou réponse fausse

1 2

3Valeur de l'angle exacte

Sécurité à basse et haute vitesse

Q8.Déterminer le temps nécessaire pour transmettre une trame complète. Le nombre d'octets nécessaire par information est de 4 octets. L'information data est composée des 9 informations des capteurs soit (9 l 4) = 36 octets. L'information fournie par la centrale d'inertie est composée des informations suivantes : début de trame + Identification + données + CS soit :

1 + 3 + 36 + 1 = 41 octets

La trame d'échange dun octet de la liaison RS232 est composée de 1 bit de start, 8 bits de données, 1 bit de parité et 1 bits de stop soit 11 bits au total. Pour transmettre 1 octet de données la trame transmet 11 Bits. Pour transmettre les 41 octets de données, il faut 41 l 11 = 451 bits. La vitesse de transmission est de 19200 bits par seconde. Pour transmettre les 451 bits, il faudra : 451

19200 = 0,0235 s soit environ 24 ms.

0Aucune réponse ou réponse fausse

1Le candidat propose soit 41 octets soit 36 octets à 11 bits

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